JP2004055760A - Method of detecting fault in substrate treatment and treatment device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a fault in wafer treatment including silylation treatment at an early stage. <P>SOLUTION: The components contained in the exhaust gas discharged from a silylation system, when the system performs silylation treatment is made to be analyzed by collecting the exhaust gas, by attaching a branch pipe connected to an analyzer to the exhaust pipe of the system. In the middle of silylation treatment, the exhaust gas is taken in the analyzer and the content of a silicon-based compound which is contained in the exhaust gas only slightly, when the silylation treatment is performed normally is measured. Then the measured value R of the content is compared with a preset threshold H and, when the measured value R is higher than the threshold H, it is decided that "a fault exists" and; when the value R is lower than the threshold H, it is decided that "no fault exists". When, "a fault exists" is the decision, the set duration of heating operation performed, before a silylating gas is supplied, is prolonged. Consequently, the nonconformity is eliminated, because, when the fault is caused by water adhering to a wafer, and the water is removed from the wafer, before the silylation treatment is started. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,基板処理の不具合検出方法及び基板の処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセスでは,例えばウェハ上にレジスト液を塗布し,レジスト膜を形成するレジスト塗布処理,レジスト膜内の溶剤を蒸発させる加熱処理,レジスト膜上に所定のパターンを露光する露光処理,露光後のレジスト膜の化学反応を促進させる加熱処理,レジスト膜をシリル化するシリル化処理,シリル化後のウェハをドライ現像する現像処理,レジスト膜を選択的に蝕刻するエッチング処理等の一連のウェハ処理が連続して行われる。
【0003】
上記シリル化処理は,シリル化処理装置において,ウェハが搬入された処理室内にシリル化剤を含むシリル化ガスが導入され,シリル化剤とレジスト膜とを反応させることによって行われる。このようにシリル化剤とレジスト膜とが反応することによって,レジスト膜がシリコン含有膜になり,レジスト膜の耐エッチング性が高められる。このシリル化処理によって,レジスト膜を薄膜化することができ,この結果,最終的にウェハ上に形成される回路パターンを微細化することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで,レジスト膜の実際の耐エッチング性は,実際にレジスト膜がエッチングされた後でなければ評価できないので,従来よりシリル化処理が適正に行われたか否かは,エッチング処理後に初めて認識されていた。このため,例えばシリル化処理に不具合が発生しても,当該不具合の検出までに相当の時間がかかり,その間多量のウェハが処理され続けていた。この結果,多量の不良ウェハが製造され,歩留まりが低下する原因となっていた。一方,ウェハにエッチング処理が施されると,ウェハ上のレジスト膜を剥離洗浄し再利用することができなくなる。したがって,不良ウェハがエッチング処理される前にシリル化処理の不具合が検出されないと,不良ウェハの再利用ができず,その分ウェハの材料コスト等が増える。
【0005】
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,シリル化処理を含む基板処理の不具合を早期に検出するための方法及びその方法を実現できる処理装置を提供することをその目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば,基板のシリル化処理を有する基板処理の不具合を検出する方法であって,シリル化処理時に基板から発生した気体内のシリコン系化合物の含有率を測定する工程と,測定されたシリコン系化合物の含有率と,予め定められているシリコン系化合物の含有率のしきい値とを比較する工程と,を有することを特徴とする基板処理の不具合検出方法が提供される。
【0007】
シリル化処理では,基板上に供給されたシリル化剤と基板上の膜が化学的に反応し,シリル化剤に含まれるシリコンが膜内に取り込まれる。したがって,シリル化処理が適正に行われていれば,基板から発生する気体内におけるシリコン系化合物の含有率が所定のしきい値以上になることはない。本発明のように基板から発生する気体内のシリコン系化合物の含有率を測定し,当該含有率としきい値とを比較することによって,当該含有率がしきい値を超えた場合に基板処理に不具合があることを検出できる。このように,基板処理の不具合を,シリル化処理の段階で早期に検出できるので,不良基板を多量に製造することが防止できる。また,基板にエッチング処理が施される前に不具合が判明するので,例えば基板上の膜を剥離させて当該基板を再利用することができる。なお,「基板処理」には,シリル化処理のみならず,シリル化処理前の処理をも含まれる。
【0008】
請求項2の発明によれば,基板のシリル化処理を有する基板処理の不具合を検出する方法であって,シリル化処理時に基板から発生した気体内のシリコン系化合物以外の所定成分の含有率を測定する工程と,測定された所定成分の含有率と,予め定められている前記所定成分の含有率のしきい値とを比較する工程と,を有することを特徴とする基板処理の不具合検出方法が提供される。
【0009】
気体内のシリコン系化合物の含有率が高くなれば,シリコン系化合物以外の気体成分の含有率が低くなるので,シリコン系化合物以外の所定成分の含有率は,シリコン系化合物の含有率に依存する。したがって,この発明のように,シリコン系化合物以外の所定成分の含有率を測定し,当該測定値と所定のしきい値とを比較することによっても基板処理の不具合を検出できる。なお,前記所定成分は,アミン系化合物であってもよい。シリル化処理時に基板に供給されるシリル化剤にアミン系の分子が含まれている場合,シリル化処理時の基板からアミン系化合物が生じるので,このアミン系化合物の含有率を測定することによって基板処理の不具合を検出できる。
【0010】
前記基板処理の不具合検出方法は,前記測定された含有率としきい値との比較結果に基づいて,基板処理の処理条件を変更する工程を有していてもよい。かかる場合には,シリル化処理時に検出した不具合に応じて処理条件を変更できるので,不具合を早期に解消することができる。
【0011】
前記シリル化処理は,基板にシリル化ガスを供給する前に,基板を加熱する加熱工程を有し,変更される前記処理条件は,前記加熱工程の加熱時間であってもよい。シリル化処理時に基板に水分が付着していると,シリル化剤が当該水分と反応してしまい,その部分だけシリル化反応が適正に行われず,不具合となる。本発明のようにシリル化ガス供給前の加熱時間を延ばすことによって,シリル化前の水分除去がより確実に行われ,水分の付着に起因する不具合を解消できる。
【0012】
前記シリル化処理は,基板にシリル化ガスを供給する前に,基板を減圧雰囲気に維持する減圧工程を有し,変更される前記処理条件は,前記減圧工程時の減圧圧力であってもよい。かかる場合も,シリル化処理前の水分除去が不十分であった場合に減圧圧力をさらに低下させて,基板に付着した水分をより確実に蒸発させて,水分の付着に起因する不具合を解消できる。
【0013】
請求項7の発明によれば,基板を処理する処理装置であって,基板をシリル化処理するシリル化処理室と,シリル化処理室で処理されている基板から発生する気体を収集するための配管と,前記配管により収集した気体内の所定成分の含有率を測定する測定装置と,前記測定された所定成分の含有率と予め設定された前記所定成分の含有率のしきい値とを比較する比較部と,を備えたことを特徴とする処理装置が提供される。
【0014】
この処理装置によれば,シリル化処理時に基板から発生した気体内の所定成分の含有率を測定して,その所定成分の含有率としきい値とを比較することができる。したがって,上述した基板処理の不具合検出方法のように前記含有率としきい値との比較に基づいて基板処理の不具合を検出することができる。例えばシリコン系化合物の含有率がしきい値を超えた場合には,シリコンが膜に取り込まれずに排気されたことを意味するので,基板処理の不具合が検出できる。したがって,エッチング処理される前に基板処理の不具合を検出でき,その不具合に早期に対処できるので,不良基板を低減できる。また,エッチング処理前に基板の不良が判明するので,例えば当該基板から膜等を剥離して基板を再利用できる。
【0015】
前記処理装置は,前記比較部の比較結果に基づいて,基板の処理条件を変更する処理条件変更制御部を備えていてもよい。この処理条件変更制御部によって,基板の処理条件を変更して,基板処理の不具合を早期に解消することができる。
【0016】
前記処理条件変更制御部は,前記気体内のシリコン系化合物の含有率がしきい値より高い場合に,基板の処理条件を変更してもよい。上述したようにシリコン系化合物の含有率が高い場合には,シリル化反応が適正に行われておらず基板処理に不具合があるので,かかる場合に処理条件を変更することによって不具合を解消できる。
【0017】
また,前記処理条件変更制御部は,前記気体内のシリコン系化合物以外の所定成分の含有率がしきい値より低い場合に,基板の処理条件を変更してもよい。上述したようにシリコン系化合物の含有率が上がると,それ以外の気体成分の含有率が低下する。したがって,シリコン系化合物以外の所定成分の含有率がしきい値よりも低い場合には,処理に不具合があり,かかる場合に処理条件を変更することによって不具合を解消できる。なお,前記シリコン系化合物以外の所定成分は,アミン系化合物であってもよい。
【0018】
前記処理条件変更制御部は,シリル化ガスが基板に供給される前に行われる基板の加熱の加熱時間を変更できてもよいし,シリル化ガスが基板に供給される前に行われる前記シリル化処理室の減圧の減圧圧力を変更できてもよい。上述したようにシリル化処理の不具合が基板への水分の付着が原因の場合,本発明のように加熱時間,減圧圧力を変えることによって,シリル化ガスが供給される前に当該水分がより確実に蒸発され,基板処理の不具合を解消できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は,本実施の形態にかかる処理装置としての塗布現像処理装置1の平面図であり,図2は,塗布現像処理装置1の正面図であり,図3は,塗布現像処理装置1の背面図である。
【0020】
塗布現像処理装置1は,図1に示すように例えば25枚のウェハWをカセット単位で外部から塗布現像処理装置1に対して搬入出したり,カセットCに対してウェハWを搬入出したりするカセットステーション2と,塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション3と,この処理ステーション3に隣接して設けられている露光装置4との間でウェハWの受け渡しをするインターフェイス部5とを一体に接続した構成を有している。
【0021】
カセットステーション2では,載置部となるカセット載置台6上の所定の位置に,複数のカセットCをX方向(図1中の上下方向)に一列に載置自在となっている。そして,このカセット配列方向(X方向)とカセットCに収容されたウェハWのウェハ配列方向(Z方向;鉛直方向)に対して移送可能なウェハ搬送装置7が搬送路8に沿って移動自在に設けられており,各カセットCに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【0022】
ウェハ搬送装置7は,ウェハWの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送装置7は後述するように処理ステーション3側の第3の処理装置群G3に属するアドヒージョン装置31やエクステンション装置32に対してもアクセスできるように構成されている。
【0023】
処理ステーション3では,その中心部に主搬送装置13が設けられており,この主搬送装置13の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。この塗布現像処理装置1においては,4つの処理装置群G1,G2,G3,G4が配置されており,第1及び第2の処理装置群G1,G2は,塗布現像処理装置1の正面側に配置され,第3の処理装置群G3は,カセットステーション2に隣接して配置され,第4の処理装置群G4は,インターフェイス部5に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第5の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置13は,これらの処理装置群G1,G2,G3,G4,G5に配置されている後述する各種処理装置に対して,ウェハWを搬入出可能である。なお,処理装置群の数や配置は,ウェハWに施される処理の種類によって異なり,任意に選択可能である。
【0024】
第1の処理装置群G1では,例えば図2に示すようにウェハWにレジスト液を塗布し,ウェハW上にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置15と,露光後にウェハWをドライ現像する現像処理装置16とが下から順に2段に配置されている。第2の処理装置群G2の場合も同様に,レジスト塗布装置17と,現像処理装置18とが下から順に2段に積み重ねられている。
【0025】
第3の処理装置群G3では,例えば図3に示すようにウェハWを冷却処理するクーリング装置30,レジスト液とウェハWとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置31,ウェハWの受け渡しを行うためのエクステンション装置32,レジスト塗布後の加熱処理を行うプリベーキング装置33,34及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置35が下から順に例えば6段に重ねられている。
【0026】
第4の処理装置群G4では,例えばクーリング装置40,載置したウェハWを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置41,エクステンション装置42,ウェハWをシリル化処理するシリル化処理装置43,露光後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置44,45及びポストベーキング装置46が下から順に例えば7段に積み重ねられている。
【0027】
インターフェイス部5の中央部には,図1に示すように例えばウェハ搬送装置70が設けられている。このウェハ搬送装置70はX方向(図1中の上下方向),Z方向(垂直方向)の移動とθ方向(Z軸を中心とする回転方向)の回転が自在にできるように構成されており,第4の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置41,エクステンション装置42,周辺露光装置71及び露光装置4に対してアクセスして,各々に対してウェハWを搬送できるように構成されている。
【0028】
次に,シリル化処理装置43の構成について詳しく説明する。シリル化処理装置43は,例えば図4に示すようにケーシング43aによって囲まれている。ケーシング43a内には,上方側にシリル化処理室Kのカバー130が設けられ,下方側に内ケース131が設けられている。
【0029】
カバー130は,例えば肉厚の円盤形状を有し,カバー130の中央部の上面には,排気口132が開口しており,この排気口132には,排気管133が接続されている。排気管133は,負圧発生手段であるポンプ134に連通している。排気管133には,ダンパ135が設けられており,ダンパ135の開閉率を変えることによって排気口132からの排気圧力を変えたり,排気の動停止を行うことができる。また,シリル化処理室Kが閉鎖されている場合,排気口132からの排気により,シリル化処理室Kが減圧できるので,ダンパ135の開閉率を変えることによって,シリル化処理室Kの減圧圧力を変えることもできる。なお,シリル化処理室Kは,前記カバー130と後述する熱板142及び遮蔽板153とで規定される。
【0030】
カバー130の下面には,中央部の排気口132から下方に行くにつれて次第に広がる傾斜面が形成されており,排気口132に集中する排気圧力は排気口132から離れるにつれて分散される。したがって,シリル化処理室K内の雰囲気を一様に排気できる。なお,カバー130は,図示しない昇降機構により上下動できる。
【0031】
一方,内ケース131は,例えば略箱型形状を有し,その上面は,水平板140で覆われている。水平板140の中央部には,円形の開口部141が開口しており,開口部141には,熱板142が収容されている。
【0032】
熱板142は,厚みのある略円盤状に形成されており,熱板142上には,ウェハWを水平に載置することができる。熱板142の内部には,例えば給電により発熱するヒータ143が内蔵されている。したがって,ヒータ143により熱板142を昇温し,昇温された熱板142により熱板142上のウェハWを加熱することができる。
【0033】
また,熱板142の内部には,例えば3つの貫通孔146が形成されている。各貫通孔146には,ウェハWの裏面を支持し昇降するリフトピン147がそれぞれ挿入されている。リフトピン147は,例えばシリンダ等を備えた昇降機構148により上下動できる。したがって,リフトピン147は,熱板142上に突出自在であり,支持しているウェハWを熱板142上に載置したり,熱板142上のウェハWを持ち上げることができる。この結果,リフトピン147は,ウェハWを加熱された熱板142上に載置することによってウェハWの加熱を開始し,ウェハWを持ち上げて熱板142から離すことによって加熱を終了させることができる。
【0034】
熱板142は,例えば熱板142の外周部を環状のサポートリング149によって支持されている。サポートリング149上には,シリル化剤を含んだシリル化ガスを供給するガス供給リング150が設置されている。ガス供給リング150は,略円筒形状に形成され,熱板142上のウェハWの外方を囲むように設置されている。ガス供給リング150の内側面には,図5に示すように複数のガス供給口151が偏り無く均等に設けられている。ガス供給口151は,図示しないガス供給源に連通するガス供給管152に接続されている。かかる構成から,図4に示すように熱板142上のウェハWの外周方向からシリル化ガスを噴出し,ウェハWにシリル化ガスを均等に供給することができる。
【0035】
また,ガス供給リング150の外方には,シリル化処理室Kを開閉するためのリング状の遮蔽板153が設けられている。遮蔽板153は,上下面が開口した略円筒形状に形成されている。内ケース131内には,遮蔽板153を上下動させるためのシリンダ等を備えた上下駆動部154が設けられている。この上下駆動部154によって,遮蔽板153を上昇させ,遮蔽板153の上端部をカバー130の下面に当接させることができる。この当接により,カバー130,遮蔽板153及び熱板142に囲まれる密閉されたシリル化処理室Kを形成できる。また,上下駆動部154によって遮蔽板153を下降させて,カバー130と遮蔽板153との間に熱板142上へのウェハWの搬入出路を確保できる。
【0036】
ケーシング43aの側面には,例えば搬送口160が設けられており,この搬送口160には,シャッタ161が取り付けられている。したがって,ケーシング43a内も閉鎖できる。
【0037】
ところで,上記したダンパ135の開閉率,リフトピン147の昇降,熱板142のヒータ143への給電量等のシリル化処理装置43における各部材の動作は,処理条件変更制御部としての処理制御部D1によって制御されている。処理制御部D1には,例えばシリル化処理室Kの減圧圧力,加熱時間,加熱温度等の処理条件が設定されている,処理制御部D1は,これらの設定に従って,例えばダンパ135の開閉率を制御してシリル化処理室Kの減圧圧力を制御できる。また,処理制御部D1は,リフトピン147の昇降タイミングを制御してウェハWの加熱時間を制御でき,さらにヒータ143への給電量を制御してウェハWの加熱温度を制御できる。
【0038】
一方,図4に示すように排気管133からは,分岐管170が分岐しており,分岐管170は,排気成分の測定装置としての分析装置171に接続されている。分析装置171は,取り込んだ排気の所定成分の含有率を測定する装置である。つまり,分析装置171は,シリル化処理時にウェハWから発生した気体を分析し,その中の所定成分の含有率を測定できる。例えば分析装置171には,APIMS(大気圧イオン化質量分析装置),QMS(四重極質量分析装置)等の質量分析器が用いられる。分岐管170の分岐部には,切り替えダンパ172が設けられており,この切り替えダンパ172の切り替えにより,シリル化処理室Kからの排気を分析装置171に取り込むことができる。なお,切り替えダンパ172の切り替えは,例えば処理制御部D1により制御されており,切り替えダンパ172を適宜切り替えて,シリル化処理室Kからの排気を所定のタイミングで分析装置171内に取り込むことができる。なお,本実施の実施の形態では,排気管133と分岐管170とで気体を収集する配管を構成している。
【0039】
上記分析装置171の分析結果は,例えば比較部としての主制御部D2に出力できる。主制御部D2には,シリル化処理時にウェハWから発生する気体内に含まれていることが許されるシリコン系化合物の含有率のしきい値Hが設定されている。このしきい値Hは,例えば予め実験等により求めておく。主制御部D2は,分析装置171で測定されたシリコン系化合物の含有率の測定値Rとしきい値Hとを比較できる。また,主制御部D2は,測定値Rがしきい値Hを超えている場合には,処理制御部D1の処理条件の設定を変更する設定変更命令を出力できる。例えば処理制御部D1の設定減圧圧力,設定加熱時間,設定加熱温度等の設定変更命令を出力できる。処理制御部D1では,前記設定変更命令に従って各種設定を変更できる。
【0040】
次に,以上のように構成されたシリル化処理装置43を備えた塗布現像処理装置1で行われる一連のウェハ処理について説明する。先ず,ウェハ搬送装置7によりカセットCから未処理のウェハWが1枚取り出され,第3の処理装置群G3に属するエクステンション装置32に搬送される。次いでウェハWは,主搬送装置13によってアドヒージョン装置31に搬入され,ウェハW上にレジスト液の密着性を向上させる,例えばHMDSが塗布される。次にウェハWは,クーリング装置30に搬送され,所定の温度に冷却された後,レジスト塗布装置17に搬送される。レジスト塗布装置17では,ウェハWにレジスト液が供給され,ウェハW上に下層レジスト膜が形成される。その後ウェハWは,プリベーキング装置33,クーリング装置42に順次搬送され,再度レジスト塗布装置17に搬送される。そして,レジスト塗布装置17では,例えばポリビニルフェノール樹脂を主成分とするレジスト液が供給され,後にシリル化される上層レジスト膜が形成される。
【0041】
続いて,ウェハWは,主搬送装置13によってプリベーキング装置34,エクステンション・クーリング装置41に順次搬送され,さらにウェハ搬送装置70によって周辺露光装置71に搬送され,各装置で所定の処理が施される。次いでウェハWは,露光装置4に搬送され,光の照射によりウェハW上に所定の回路パターンが露光される。露光処理の終了したウェハWは,ウェハ搬送装置70によりエクステンション装置42に搬送され,その後,ウェハWは,主搬送装置13によってポストエクスポージャーベーキング装置44,クーリング装置40に順次搬送され,所定の処理が施された後,シリル化処理装置43に搬送される。
【0042】
シリル化処理装置43では,先ずカバー130と遮蔽板153との間からウェハWが搬入され,予め上昇して待機していたリフトピン147に受け渡される。ウェハWがリフトピン147に受け渡されると,例えば遮蔽板153が上昇し,カバー130が下降して遮蔽板153の上端部がカバー130の下面に当接される。こうして密閉されたシリル化処理室Kが形成される。次にポンプ134が作動し,ダンパ135が開放されて排気口132からの排気が開始される。続いてリフトピン147が下降し,ウェハWが熱板142上に載置されて,ウェハWの加熱が開始される。このとき熱板142は,レジスト膜に悪影響を与えないで,かつ上層レジスト膜に付着した水分を蒸発できる温度,例えば,0〜50℃に維持されている。このように,シリル化ガスが導入される前にもウェハWが加熱され,ウェハWに付着した水分が取り除かれる。
【0043】
所定の設定加熱時間が経過すると,例えば一旦リフトピン147が上昇され,シリル化ガス導入前の加熱が終了する。次に排気口132からの排気によりシリル化処理室K内が減圧される。シリル化処理室K内が減圧されると,ガス供給リング150の各ガス供給口151からシリル化ガスが導入され,ウェハWにシリル化剤であるシリコン系化合物,例えばジメチルシランジメチルアミンが供給される。そしてシリル化処理室K内がシリル化ガスに満たされると,再びリフトピン147が下降し,ウェハWが熱板142上に載置される。こうしてウェハWが再度加熱される。なお,シリル化ガス導入の際にウェハWを上昇させず,ウェハWを継続して加熱してもよい。
【0044】
高温になったウェハWにシリル化ガスが触れると,ウェハW上の上層レジスト膜がシリル化される。つまり,図6に示すようにレジスト膜を構成するポリビニルフェノール樹脂とシリル化剤であるジメチルシランジメチルアミンとが反応し,レジスト膜にシリコンが取り込まれる。そして,反応後には,ジメチルアミンが放出される。なお,この間,排気口132からの排気は継続して行われている。
【0045】
所定時間ウェハWがシリル化ガスの雰囲気に曝された後,リフトピン147によってウェハWが熱板142上に持ち上げられる。こうしてウェハWの加熱が終了し,ウェハWのシリル化処理が終了する。その後,カバー130が上昇し,遮蔽板153が下降してシリル化処理室Kが開放される。シリル化処理室Kが開放されると,ウェハWがリフトピン147から主搬送装置13に受け渡され,ウェハWがシリル化処理装置43から搬出される。
【0046】
シリル化処理の終了したウェハWは,主搬送装置13によって例えば現像処理装置18,ポストベーキング装置46,クーリング装置40に順次搬送され,各装置において所定の処理が施され,その後,エクステンション装置32を介してカセットCに戻されて,一連のウェハ処理が終了する。この塗布現像処理装置1では,複数のウェハWが連続処理されており,各ウェハWに対して上述の一連の処理が施される。
【0047】
ところで,シリル化処理装置43では,例えば各ウェハW毎にウェハ処理の不具合検出が行われる。図7は,かかる不具合検出のプロセスフロー図である。
【0048】
先ず,例えばシリル化ガスの導入された後であって,レジスト膜がシリル化されている最中に,切り替えダンパ172が切り替えられ,ウェハWから発生した排気が排気管133,分岐管170を通じて分析装置171に取り込まれる(S1)。分析装置171では,取り込んだ排気の成分を分析し(S2),シリコン系化合物,例えばジメチルシラノールの含有率が測定される。このジメチルシラノールは,図8に示すようにシリル化剤であるジメチルシランジメチルアミンと水分が反応したときに発生する成分である。つまり,排気中にジメチルシラノールが多量に存在すると,シリル化処理時にシリル化剤とウェハWに付着していた水分とが反応し,シリル化処理が適正に行われなかったことを意味する。
【0049】
分析装置171における測定結果は,主制御部D2に出力される。主制御部D2では,出力されたジメチルシラノールの含有率の測定値Rとそのしきい値Hとが比較される(S3)。そして,測定値Rがしきい値Hより高い場合には,「不具合有り」と判定され(S4a),逆に測定値Rがしきい値Hより低い場合には,「不具合なし」と判定される(S4b)。
【0050】
「不具合有り」と判定された場合には,主制御部D2から処理制御部D1に設定変更命令が出力され,例えばシリル化処理前の水分除去をより確実に行うために,シリル化ガス導入前の設定加熱時間がより長い時間に変更される(S5)。そして,次のウェハWのシリル化処理から新しい設定加熱時間で加熱が行われる。
【0051】
上記実施の形態によれば,シリル化処理室Kに通じる分析装置171により,シリル化処理時にウェハWから発生する排気成分を分析し,シリル化反応が正常に行われていない場合に発生するシリコン系化合物の含有率を測定できる。そして,そのシリコン系化合物の含有率の測定値Rとしきい値Hとを比較し,ウェハ処理の不具合を検出できる。したがって,ウェハWがエッチング処理された後でなくても,ウェハ処理の不具合を検出することができ,その分不良ウェハの数を減らすことができる。また,エッチング処理が施される前に不良ウェハであることが判明するので,例えば当該ウェハWのレジスト膜を剥離洗浄させてウェハWを再利用することができる。
【0052】
また,不具合が検出された場合に,主制御部D2から処理制御部D1に設定変更命令が出力され,直ちに処理条件の設定が変更されるので,早期に不具合が解消され,ウェハ処理を適正化することができる。前記実施の形態では,シリル化ガス供給前の設定加熱時間を長くしたので,シリル化処理時にウェハWに水分が付着していたことに起因する不具合が解消できる。
【0053】
なお,前記加熱時間に代えて,シリル化ガス供給前の加熱時の加熱温度の設定を変更してもよい。かかる場合もシリル化ガス供給前にウェハWに付着した水分を確実に除去し,不具合を解消できる。
【0054】
また,以上の実施の形態では,シリル化ガス供給前にウェハWを加熱することによって,水分の除去を図っていたが,それに代えて又はそれに加えてシリル化ガス供給前にシリル化処理室K内を所定の設定減圧圧力に減圧して,水分の除去を図ってもよい。そして,水分の除去が不十分で不具合が生じた場合には,当該減圧圧力の設定を変更するようにしてもよい。かかる場合,例えばシリル化ガスの導入前に,排気口132からの排気によりシリル化処理室K内が,設定減圧圧力,例えば50Paまで減圧される。そして,上述したように不具合が検出された場合に,設定減圧圧力を下げる。こうすることにより,シリル化ガスが供給される前にウェハWに付着した水分を確実に除去することができ,不具合が解消される。
【0055】
なお,変更される処理条件は,上記例に限られず,不具合の要因に応じた他の処理条件を変更してもよい。例えばシリル化処理における他の処理条件,例えばシリル化剤の導入量等を変更してもよい。また,シリル化処理以前に行われる他の処理の処理条件を変更してもよい。これは,シリル化反応が適切に行われない場合であっても,その原因がシリル化処理以前の処理にある場合が考えれるからである。
【0056】
また,前記実施の形態において,排気成分を測定するタイミングは,上記例に限られず,シリル化処理中常時行っていてもよいし,シリル化処理室Kの排気に同期して行ってもよい。また,上記不具合検出プロセスは,必ずしも各ウェハ毎に行う必要ななく,各ロット毎,所定枚のウェハWが処理される度等に行ってもよい。
【0057】
以上の実施の形態では,排気内のシリコン系化合物の含有率に基づいて不具合の判定を行っていたが,シリコン系化合物以外の所定の排気成分の含有率に基づいて行ってもよい。これは,シリコン系化合物以外の排気成分の含有率は,シリコン系化合物の含有率に依存し,シリコン系化合物の含有率が増加すると,その分シリコン系化合物以外の排気成分の含有率が低下するためのである。したがって,例えば図8に示したような上記例の場合,分析装置171によってジメチルシラノールの含有率を測定する。そして,その測定結果が主制御部D2に出力され,ジメチルシラノールの含有率の測定値と予め設定されているしきい値とが比較される。例えば測定値がしきい値を下回った場合,「不具合あり」と判定され,上回った場合「不具合なし」と判定される。かかる場合においても,早期にシリル化処理の不具合を検出することができるので,不良ウェハを低減できる。また,不良ウェハの再利用も図られる。
【0058】
なお,本発明の実施の形態の一例について説明したが,本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば前記実施の形態では,本発明をレジスト膜の膜材料がポリビニルフェノール樹脂の場合に適用していたが,本発明はレジスト膜の膜材料がノボラック樹脂等の他の膜材料の場合にも適用できる。また,シリル化剤も,ジメチルシランジメチルアミンの場合に限られず,本発明は,シリル化剤がHMDS(ヘキサメチルジシザン),DMSDEA(ジメチルシランジエチルアミン),TMDS(テトラメチルジシラザン),TMSDMA(トリメチルシランジメチルアミン),TMSDEA(トリメチルシランジエチルアミン)等の他のシリコン系化合物の場合であっても適用できる。さらに,本発明は,基板を上記ウェハWに限定せず,方形の他の基板,たとえばLCD基板を処理する処理装置に対しても適用可能である。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば,基板処理の不具合を早期に検出することができるので,不良基板の低減,基板の再利用が図られ,生産効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態にかかる塗布現像処理装置の平面図である。
【図2】図1の塗布現像処理装置の正面図である。
【図3】図1の塗布現像処理装置の背面図である。
【図4】塗布現像処理装置に搭載されたシリル化処理装置の縦断面を示す説明図である。
【図5】ガス供給リングの斜視図である。
【図6】レジスト膜の主成分であるポリビニルフェノール樹脂とシリル化剤のジメチルシランジメチルアミンとが反応した場合の化学反応式である。
【図7】不具合を検出するプロセスのフロー図である。
【図8】ジメチルシランジメチルアミンと水分が反応した場合の化学反応式である。
【符号の説明】
1  塗布現像処理装置
43  シリル化処理装置
132  排気口
171  分析装置
D1  処理制御部
D2  主制御部
R  測定値
H  しきい値
K  シリル化処理室
W  ウェハ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for detecting a defect in substrate processing and a substrate processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor device manufacturing process, for example, a resist coating process for applying a resist solution on a wafer to form a resist film, a heating process for evaporating a solvent in the resist film, an exposure process for exposing a predetermined pattern on the resist film, A series of processes, such as heat treatment for accelerating the chemical reaction of the resist film after exposure, silylation treatment for silylating the resist film, development treatment for dry developing the silylated wafer, and etching treatment for selectively etching the resist film Wafer processing is performed continuously.
[0003]
The silylation processing is performed by introducing a silylation gas containing a silylation agent into a processing chamber into which a wafer is carried in the silylation processing apparatus, and reacting the silylation agent with the resist film. The reaction between the silylating agent and the resist film in this manner turns the resist film into a silicon-containing film, and enhances the etching resistance of the resist film. By this silylation treatment, the resist film can be made thinner, and as a result, the circuit pattern finally formed on the wafer can be made finer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, since the actual etching resistance of a resist film can be evaluated only after the resist film is actually etched, whether or not the silylation process has been properly performed has been conventionally recognized for the first time after the etching process. Was. For this reason, for example, even if a failure occurs in the silylation process, it takes a considerable amount of time to detect the failure, and during that time, a large number of wafers have been processed. As a result, a large number of defective wafers are manufactured, which causes a reduction in yield. On the other hand, if the wafer is subjected to the etching treatment, the resist film on the wafer is peeled and cleaned and cannot be reused. Therefore, if a defect in the silylation process is not detected before the defective wafer is etched, the defective wafer cannot be reused, which increases the material cost of the wafer.
[0005]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method for early detecting a defect in substrate processing including silylation processing and a processing apparatus capable of realizing the method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a defect in a substrate processing having a silylation treatment of a substrate, comprising the steps of: measuring a content of a silicon-based compound in a gas generated from the substrate during the silylation treatment. Comparing the measured content of the silicon-based compound with a predetermined threshold of the content of the silicon-based compound. You.
[0007]
In the silylation treatment, the silylating agent supplied on the substrate reacts chemically with the film on the substrate, and silicon contained in the silylating agent is taken into the film. Therefore, if the silylation process is properly performed, the content of the silicon-based compound in the gas generated from the substrate will not exceed a predetermined threshold. As in the present invention, the content of a silicon-based compound in a gas generated from a substrate is measured, and the content is compared with a threshold value. A defect can be detected. As described above, defects in substrate processing can be detected at an early stage in the silylation process, so that a large number of defective substrates can be prevented. In addition, since a defect is found before the substrate is subjected to the etching process, the substrate can be reused, for example, by peeling off the film on the substrate. The “substrate processing” includes not only the silylation processing but also the processing before the silylation processing.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a defect in a substrate processing having a silylation treatment of a substrate, wherein a content of a predetermined component other than a silicon-based compound in a gas generated from the substrate during the silylation treatment is determined. A method for detecting a defect in substrate processing, comprising: a step of measuring; and a step of comparing a measured content of the predetermined component with a predetermined threshold value of the content of the predetermined component. Is provided.
[0009]
If the content of the silicon-based compound in the gas increases, the content of the gas component other than the silicon-based compound decreases, so that the content of the predetermined component other than the silicon-based compound depends on the content of the silicon-based compound. . Therefore, as in the present invention, the failure of the substrate processing can also be detected by measuring the content of a predetermined component other than the silicon-based compound and comparing the measured value with a predetermined threshold value. The predetermined component may be an amine compound. If the silylating agent supplied to the substrate during the silylation treatment contains amine-based molecules, the amine-based compound is generated from the substrate during the silylation treatment. By measuring the content of the amine-based compound, Failure of substrate processing can be detected.
[0010]
The method for detecting a defect in the substrate processing may include a step of changing a processing condition of the substrate processing based on a comparison result between the measured content rate and a threshold value. In such a case, the processing conditions can be changed according to the defect detected during the silylation process, so that the defect can be eliminated at an early stage.
[0011]
The silylation process may include a heating step of heating the substrate before supplying the silylation gas to the substrate, and the processing condition to be changed may be a heating time of the heating step. If moisture adheres to the substrate during the silylation treatment, the silylating agent reacts with the moisture, and the silylation reaction is not properly performed only in that portion, resulting in a problem. By extending the heating time before the supply of the silylation gas as in the present invention, the removal of the water before the silylation is more reliably performed, and the problem caused by the adhesion of the water can be solved.
[0012]
The silylation process includes a decompression step of maintaining the substrate in a decompression atmosphere before supplying the silylation gas to the substrate, and the processing condition to be changed may be a decompression pressure during the decompression step. . In such a case as well, if the water removal before the silylation treatment is insufficient, the reduced pressure is further reduced to more reliably evaporate the moisture adhered to the substrate, and the problem caused by the moisture adhesion can be solved. .
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a processing apparatus for processing a substrate, comprising: a silylation processing chamber for silylating a substrate; and a gas for collecting gas generated from the substrate being processed in the silylation processing chamber. A pipe, a measuring device for measuring the content of the predetermined component in the gas collected by the pipe, and comparing the measured content of the predetermined component with a preset threshold of the content of the predetermined component. And a comparing unit.
[0014]
According to this processing apparatus, the content of the predetermined component in the gas generated from the substrate during the silylation process can be measured, and the content of the predetermined component can be compared with the threshold. Therefore, it is possible to detect a defect in the substrate processing based on the comparison between the content ratio and the threshold value as in the method for detecting a defect in the substrate processing described above. For example, when the content of the silicon-based compound exceeds the threshold value, it means that silicon is exhausted without being taken into the film, so that a defect in substrate processing can be detected. Therefore, a defect in the substrate processing can be detected before the etching process, and the defect can be dealt with at an early stage, so that the number of defective substrates can be reduced. In addition, since a defect of the substrate is found before the etching process, the substrate can be reused, for example, by peeling a film or the like from the substrate.
[0015]
The processing apparatus may include a processing condition change control unit that changes a processing condition of the substrate based on a comparison result of the comparison unit. By this processing condition change control unit, the processing conditions of the substrate can be changed, and the problem of the substrate processing can be eliminated at an early stage.
[0016]
The processing condition change control unit may change the processing condition of the substrate when the content of the silicon-based compound in the gas is higher than a threshold value. As described above, when the content of the silicon-based compound is high, the silylation reaction is not properly performed, and there is a problem in the substrate processing. In such a case, the problem can be solved by changing the processing conditions.
[0017]
Further, the processing condition change control unit may change the processing condition of the substrate when the content of a predetermined component other than the silicon-based compound in the gas is lower than a threshold value. As described above, when the content of the silicon-based compound increases, the content of other gas components decreases. Therefore, when the content of the predetermined component other than the silicon-based compound is lower than the threshold value, there is a problem in the processing, and in such a case, the problem can be solved by changing the processing conditions. The predetermined component other than the silicon-based compound may be an amine-based compound.
[0018]
The processing condition change control unit may be capable of changing a heating time of the heating of the substrate performed before the silylation gas is supplied to the substrate, or may be configured to change the heating time of the silylation performed before the silylation gas is supplied to the substrate. The decompression pressure of the decompression chamber may be changed. As described above, when the problem of the silylation process is caused by the adhesion of moisture to the substrate, the heating time and the reduced pressure are changed so that the moisture can be more reliably before the silylation gas is supplied as in the present invention. And the problem of substrate processing can be eliminated.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view of a coating and developing apparatus 1 as a processing apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view of the coating and developing apparatus 1, and FIG. It is a rear view.
[0020]
As shown in FIG. 1, the coating and developing apparatus 1 carries, for example, 25 wafers W into and out of the coating and developing apparatus 1 in units of cassettes, and carries in and out of the cassette C wafers. A station 2, a processing station 3 in which various processing apparatuses for performing predetermined processing in a single-wafer manner in a coating and developing processing step are arranged in multiple stages, and an exposure apparatus 4 provided adjacent to the processing station 3. And an interface unit 5 for transferring the wafer W between the two.
[0021]
In the cassette station 2, a plurality of cassettes C can be placed in a row in the X direction (the vertical direction in FIG. 1) at predetermined positions on a cassette mounting table 6 serving as a mounting portion. Then, a wafer transfer device 7 capable of transferring the wafers W accommodated in the cassette C in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction (Z direction; vertical direction) is movable along the transfer path 8. Provided so that each cassette C can be selectively accessed.
[0022]
The wafer transfer device 7 has an alignment function for positioning the wafer W. The wafer transfer device 7 is configured to be able to access the adhesion device 31 and the extension device 32 belonging to the third processing device group G3 on the processing station 3 side as described later.
[0023]
In the processing station 3, a main transfer device 13 is provided at the center thereof, and various processing devices are arranged in multiple stages around the main transfer device 13 to constitute a processing device group. In this coating and developing processing apparatus 1, four processing apparatus groups G1, G2, G3 and G4 are arranged, and the first and second processing apparatus groups G1 and G2 are arranged on the front side of the coating and developing processing apparatus 1. The third processing unit group G3 is disposed adjacent to the cassette station 2, and the fourth processing unit group G4 is disposed adjacent to the interface unit 5. Further, a fifth processing unit group G5 shown by a broken line as an option can be separately arranged on the back side. The main transfer device 13 is capable of loading and unloading wafers W from and to various processing devices described below arranged in the processing device groups G1, G2, G3, G4, and G5. The number and arrangement of the processing device groups differ depending on the type of processing performed on the wafer W, and can be arbitrarily selected.
[0024]
In the first processing apparatus group G1, for example, as shown in FIG. 2, a resist coating apparatus 15 for applying a resist liquid to the wafer W to form a resist film on the wafer W, and a developing processing for dry developing the wafer W after exposure. The devices 16 are arranged in two stages from the bottom. Similarly, in the case of the second processing unit group G2, the resist coating unit 17 and the developing unit 18 are stacked in two stages from the bottom in the same manner.
[0025]
In the third processing unit group G3, for example, as shown in FIG. 3, a cooling device 30 for cooling the wafer W, an adhesion device 31 for improving the fixability between the resist solution and the wafer W, and a delivery of the wafer W The extension device 32, pre-baking devices 33 and 34 for performing a heating process after resist application, and a post-baking device 35 for performing a heating process after a developing process are stacked in, for example, six stages from the bottom.
[0026]
In the fourth processing unit group G4, for example, a cooling device 40, an extension cooling device 41 for naturally cooling the mounted wafer W, an extension device 42, a silylation processing device 43 for performing a silylation process on the wafer W, and heating after exposure Post-exposure baking devices 44 and 45 and a post-baking device 46 for performing processing are stacked, for example, in seven stages from the bottom.
[0027]
In the center of the interface unit 5, for example, a wafer transfer device 70 is provided as shown in FIG. The wafer transfer device 70 is configured to be able to freely move in the X direction (vertical direction in FIG. 1), the Z direction (vertical direction), and rotate in the θ direction (rotation direction about the Z axis). , The extension cooling device 41, the extension device 42, the peripheral exposure device 71, and the exposure device 4 belonging to the fourth processing device group G4, and the wafer W can be transferred to each of them. .
[0028]
Next, the configuration of the silylation processing device 43 will be described in detail. The silylation processing device 43 is surrounded by a casing 43a, for example, as shown in FIG. Inside the casing 43a, a cover 130 of the silylation processing chamber K is provided on the upper side, and an inner case 131 is provided on the lower side.
[0029]
The cover 130 has, for example, a thick disk shape, and an exhaust port 132 is opened on the upper surface at the center of the cover 130, and an exhaust pipe 133 is connected to the exhaust port 132. The exhaust pipe 133 communicates with a pump 134 that is a negative pressure generating means. The exhaust pipe 133 is provided with a damper 135. By changing the opening / closing rate of the damper 135, the exhaust pressure from the exhaust port 132 can be changed or the exhaust can be stopped. When the silylation processing chamber K is closed, the pressure of the silylation processing chamber K can be reduced by changing the opening / closing rate of the damper 135 because the pressure of the silylation processing chamber K can be reduced by exhaustion from the exhaust port 132. Can also be changed. The silylation processing chamber K is defined by the cover 130, a hot plate 142 and a shielding plate 153 described later.
[0030]
The lower surface of the cover 130 is formed with an inclined surface that gradually widens downward from the central exhaust port 132, and the exhaust pressure concentrated on the exhaust port 132 is dispersed as the distance from the exhaust port 132 increases. Therefore, the atmosphere in the silylation processing chamber K can be exhausted uniformly. The cover 130 can be moved up and down by a lifting mechanism (not shown).
[0031]
On the other hand, the inner case 131 has, for example, a substantially box shape, and its upper surface is covered with a horizontal plate 140. A circular opening 141 is opened at the center of the horizontal plate 140, and the opening 141 accommodates the hot plate 142.
[0032]
The hot plate 142 is formed in a substantially disk shape with a thickness, and the wafer W can be placed on the hot plate 142 horizontally. Inside the heating plate 142, for example, a heater 143 that generates heat by power supply is incorporated. Therefore, the temperature of the hot plate 142 can be increased by the heater 143, and the wafer W on the hot plate 142 can be heated by the heated hot plate 142.
[0033]
Further, inside the heating plate 142, for example, three through holes 146 are formed. Lift pins 147 that support the back surface of the wafer W and move up and down are inserted into the respective through holes 146. The lift pin 147 can be moved up and down by an elevating mechanism 148 having a cylinder or the like, for example. Therefore, the lift pins 147 can protrude above the hot plate 142, and can place the supporting wafer W on the hot plate 142 or lift the wafer W on the hot plate 142. As a result, the lift pins 147 can start heating the wafer W by placing the wafer W on the heated hot plate 142, and can end the heating by lifting the wafer W and separating it from the hot plate 142. .
[0034]
The hot plate 142 has, for example, an outer peripheral portion of the hot plate 142 supported by an annular support ring 149. On the support ring 149, a gas supply ring 150 for supplying a silylation gas containing a silylation agent is provided. The gas supply ring 150 is formed in a substantially cylindrical shape, and is installed so as to surround the outside of the wafer W on the hot plate 142. On the inner surface of the gas supply ring 150, as shown in FIG. 5, a plurality of gas supply ports 151 are uniformly provided without bias. The gas supply port 151 is connected to a gas supply pipe 152 communicating with a gas supply source (not shown). With such a configuration, the silylation gas can be ejected from the outer peripheral direction of the wafer W on the hot plate 142 as shown in FIG.
[0035]
Outside the gas supply ring 150, a ring-shaped shielding plate 153 for opening and closing the silylation processing chamber K is provided. The shielding plate 153 is formed in a substantially cylindrical shape whose upper and lower surfaces are open. In the inner case 131, a vertical drive unit 154 including a cylinder and the like for vertically moving the shielding plate 153 is provided. With this vertical drive unit 154, the shielding plate 153 can be raised, and the upper end of the shielding plate 153 can be brought into contact with the lower surface of the cover 130. By this contact, a closed silylation chamber K surrounded by the cover 130, the shielding plate 153, and the hot plate 142 can be formed. Further, the shield plate 153 is lowered by the vertical drive unit 154, so that a transfer path of the wafer W onto the hot plate 142 can be secured between the cover 130 and the shield plate 153.
[0036]
For example, a transfer port 160 is provided on a side surface of the casing 43a, and a shutter 161 is attached to the transfer port 160. Therefore, the inside of the casing 43a can be closed.
[0037]
The operation of each member in the silylation processing device 43, such as the opening / closing ratio of the damper 135, the lifting / lowering of the lift pins 147, and the amount of power supply to the heater 143 of the hot plate 142, is performed by the processing control unit D1 as a processing condition change control unit. Is controlled by In the processing control unit D1, processing conditions such as, for example, reduced pressure, heating time, and heating temperature of the silylation processing chamber K are set. The processing control unit D1 adjusts the opening / closing rate of the damper 135 in accordance with these settings. By controlling, the reduced pressure of the silylation processing chamber K can be controlled. Further, the processing control unit D1 can control the heating time of the wafer W by controlling the timing of lifting and lowering the lift pins 147, and can further control the heating temperature of the wafer W by controlling the amount of power supplied to the heater 143.
[0038]
On the other hand, as shown in FIG. 4, a branch pipe 170 branches off from the exhaust pipe 133, and the branch pipe 170 is connected to an analyzer 171 as an exhaust component measuring device. The analyzer 171 is a device for measuring the content of a predetermined component in the exhaust gas taken in. That is, the analyzer 171 can analyze the gas generated from the wafer W during the silylation process and measure the content of the predetermined component therein. For example, a mass analyzer such as an APIMS (atmospheric pressure ionization mass spectrometer) and a QMS (quadrupole mass spectrometer) is used as the analyzer 171. A switching damper 172 is provided at a branch portion of the branch pipe 170. By switching the switching damper 172, exhaust gas from the silylation processing chamber K can be taken into the analyzer 171. The switching of the switching damper 172 is controlled, for example, by the processing control unit D1, and the exhaust from the silylation processing chamber K can be taken into the analyzer 171 at a predetermined timing by appropriately switching the switching damper 172. . In the present embodiment, the exhaust pipe 133 and the branch pipe 170 constitute a pipe for collecting gas.
[0039]
The analysis result of the analyzer 171 can be output to, for example, a main control unit D2 as a comparison unit. In the main control unit D2, a threshold value H of the content rate of the silicon-based compound that is allowed to be contained in the gas generated from the wafer W during the silylation process is set. This threshold value H is obtained in advance by an experiment or the like, for example. The main control unit D2 can compare the measured value R of the silicon-based compound content measured by the analyzer 171 with the threshold value H. When the measured value R exceeds the threshold value H, the main control unit D2 can output a setting change instruction for changing the setting of the processing condition of the processing control unit D1. For example, a setting change command such as a set pressure reduction, a set heating time, and a set heating temperature of the processing control unit D1 can be output. The processing control unit D1 can change various settings according to the setting change command.
[0040]
Next, a series of wafer processing performed by the coating and developing processing apparatus 1 including the silylation processing apparatus 43 configured as described above will be described. First, one unprocessed wafer W is taken out of the cassette C by the wafer transfer device 7 and transferred to the extension device 32 belonging to the third processing device group G3. Next, the wafer W is carried into the adhesion device 31 by the main transfer device 13, and HMDS, for example, is applied on the wafer W to improve the adhesiveness of the resist solution. Next, the wafer W is transferred to the cooling device 30, cooled to a predetermined temperature, and then transferred to the resist coating device 17. In the resist coating device 17, a resist solution is supplied to the wafer W, and a lower resist film is formed on the wafer W. Thereafter, the wafer W is sequentially transferred to the pre-baking device 33 and the cooling device 42, and is again transferred to the resist coating device 17. Then, in the resist coating device 17, for example, a resist liquid containing, for example, a polyvinyl phenol resin as a main component is supplied, and an upper resist film to be silylated later is formed.
[0041]
Subsequently, the wafer W is sequentially transferred to the pre-baking device 34 and the extension / cooling device 41 by the main transfer device 13, and further transferred to the peripheral exposure device 71 by the wafer transfer device 70, where each device is subjected to a predetermined process. You. Next, the wafer W is transported to the exposure device 4, and a predetermined circuit pattern is exposed on the wafer W by light irradiation. The wafer W that has been subjected to the exposure processing is transferred to the extension device 42 by the wafer transfer device 70, and then the wafer W is transferred to the post-exposure baking device 44 and the cooling device 40 by the main transfer device 13 in order to perform predetermined processing. After being applied, it is transported to the silylation processing device 43.
[0042]
In the silylation processing apparatus 43, first, the wafer W is carried in from between the cover 130 and the shielding plate 153, and is transferred to the lift pins 147 which have been raised and waited in advance. When the wafer W is transferred to the lift pins 147, for example, the shielding plate 153 is raised, the cover 130 is lowered, and the upper end of the shielding plate 153 is brought into contact with the lower surface of the cover 130. Thus, a sealed silylation processing chamber K is formed. Next, the pump 134 is operated, the damper 135 is opened, and the exhaust from the exhaust port 132 is started. Subsequently, the lift pins 147 are lowered, the wafer W is placed on the hot plate 142, and the heating of the wafer W is started. At this time, the hot plate 142 is maintained at a temperature at which water adhering to the upper resist film can be evaporated without adversely affecting the resist film, for example, 0 to 50 ° C. As described above, even before the silylation gas is introduced, the wafer W is heated, and the moisture attached to the wafer W is removed.
[0043]
When a predetermined set heating time has elapsed, for example, the lift pin 147 is once raised, and the heating before the introduction of the silylation gas is completed. Next, the pressure in the silylation processing chamber K is reduced by the exhaust from the exhaust port 132. When the pressure in the silylation processing chamber K is reduced, a silylation gas is introduced from each gas supply port 151 of the gas supply ring 150, and a silicon-based compound as a silylation agent, for example, dimethylsilanedimethylamine, is supplied to the wafer W. You. Then, when the inside of the silylation processing chamber K is filled with the silylation gas, the lift pins 147 are lowered again, and the wafer W is placed on the hot plate 142. Thus, the wafer W is heated again. Note that the wafer W may be continuously heated without raising the wafer W when the silylation gas is introduced.
[0044]
When the silylation gas contacts the heated wafer W, the upper resist film on the wafer W is silylated. That is, as shown in FIG. 6, the polyvinylphenol resin constituting the resist film reacts with dimethylsilanedimethylamine as a silylating agent, and silicon is incorporated into the resist film. After the reaction, dimethylamine is released. During this time, the exhaust from the exhaust port 132 is continuously performed.
[0045]
After the wafer W is exposed to the atmosphere of the silylation gas for a predetermined time, the wafer W is lifted onto the hot plate 142 by the lift pins 147. Thus, the heating of the wafer W ends, and the silylation process of the wafer W ends. Thereafter, the cover 130 is raised, the shielding plate 153 is lowered, and the silylation processing chamber K is opened. When the silylation processing chamber K is opened, the wafer W is transferred from the lift pins 147 to the main transfer device 13, and the wafer W is unloaded from the silylation processing device 43.
[0046]
The wafer W having undergone the silylation process is sequentially transported by the main transport device 13 to, for example, the developing device 18, the post-baking device 46, and the cooling device 40, where a predetermined process is performed in each device. Then, the wafer is returned to the cassette C, and a series of wafer processing ends. In the coating and developing apparatus 1, a plurality of wafers W are continuously processed, and the above-described series of processing is performed on each wafer W.
[0047]
By the way, in the silylation processing device 43, for example, a defect in wafer processing is detected for each wafer W. FIG. 7 is a process flow diagram of such a failure detection.
[0048]
First, after the introduction of the silylation gas, for example, while the resist film is being silylated, the switching damper 172 is switched, and the exhaust generated from the wafer W is analyzed through the exhaust pipe 133 and the branch pipe 170. It is taken into the device 171 (S1). The analyzer 171 analyzes the components of the exhaust gas taken in (S2), and measures the content of a silicon-based compound, for example, dimethylsilanol. This dimethylsilanol is a component generated when dimethylsilanedimethylamine, which is a silylating agent, and water react as shown in FIG. In other words, if a large amount of dimethylsilanol is present in the exhaust gas, it means that the silylating agent reacts with water adhering to the wafer W during the silylation process, and the silylation process was not properly performed.
[0049]
The measurement result in the analyzer 171 is output to the main controller D2. The main control unit D2 compares the output measured value R of dimethylsilanol with its threshold value H (S3). When the measured value R is higher than the threshold value H, it is determined that there is a defect (S4a), and when the measured value R is lower than the threshold value H, it is determined that there is no defect. (S4b).
[0050]
When it is determined that "there is a defect", a setting change instruction is output from the main control unit D2 to the process control unit D1, and for example, before the silylation gas is introduced, in order to more reliably remove water before the silylation process. Is changed to a longer time (S5). Then, heating is performed for a new set heating time from the silylation processing of the next wafer W.
[0051]
According to the above embodiment, the exhaust device generated from the wafer W during the silylation process is analyzed by the analyzer 171 communicating with the silylation processing chamber K, and silicon generated when the silylation reaction is not normally performed. The content of the system compound can be measured. Then, by comparing the measured value R of the content of the silicon-based compound with the threshold value H, a defect in the wafer processing can be detected. Therefore, even after the wafer W has not been etched, a defect in the wafer processing can be detected, and the number of defective wafers can be reduced accordingly. In addition, since the wafer is determined to be defective before the etching process is performed, the wafer W can be reused by, for example, peeling and cleaning the resist film of the wafer W.
[0052]
When a defect is detected, a setting change command is output from the main control unit D2 to the processing control unit D1, and the setting of the processing condition is immediately changed, so that the defect is eliminated at an early stage and the wafer processing is optimized. can do. In the above-described embodiment, the set heating time before the supply of the silylation gas is increased, so that the problem caused by moisture adhering to the wafer W during the silylation process can be solved.
[0053]
The setting of the heating temperature at the time of heating before the supply of the silylation gas may be changed instead of the heating time. Even in such a case, moisture attached to the wafer W can be reliably removed before the supply of the silylation gas, and the problem can be solved.
[0054]
Further, in the above embodiment, the water is removed by heating the wafer W before the supply of the silylation gas. Alternatively, or in addition to this, the silylation processing chamber K may be provided before the supply of the silylation gas. The inside may be reduced to a predetermined set reduced pressure to remove water. If a problem occurs due to insufficient removal of water, the setting of the reduced pressure may be changed. In such a case, for example, before the introduction of the silylation gas, the pressure in the silylation processing chamber K is reduced to a set reduced pressure, for example, 50 Pa by exhaustion from the exhaust port 132. Then, when a failure is detected as described above, the set reduced pressure is reduced. By doing so, it is possible to reliably remove the moisture attached to the wafer W before the silylation gas is supplied, and the problem is solved.
[0055]
The processing condition to be changed is not limited to the above example, and another processing condition according to the cause of the defect may be changed. For example, other processing conditions in the silylation process, for example, the amount of the silylating agent introduced, and the like may be changed. Further, the processing conditions of other processing performed before the silylation processing may be changed. This is because even if the silylation reaction is not properly performed, the cause may be due to a process prior to the silylation process.
[0056]
Further, in the above-described embodiment, the timing of measuring the exhaust gas component is not limited to the above example, and may be always performed during the silylation process, or may be performed in synchronization with the exhaust of the silylation processing chamber K. Further, the defect detection process does not necessarily need to be performed for each wafer, but may be performed for each lot or each time a predetermined number of wafers W are processed.
[0057]
In the above embodiment, the failure is determined based on the content of the silicon-based compound in the exhaust gas, but may be determined based on the content of a predetermined exhaust component other than the silicon-based compound. This is because the content of exhaust components other than silicon-based compounds depends on the content of silicon-based compounds, and as the content of silicon-based compounds increases, the content of exhaust components other than silicon-based compounds decreases accordingly. For. Therefore, in the case of the above example as shown in FIG. 8, for example, the content of dimethylsilanol is measured by the analyzer 171. Then, the measurement result is output to the main control unit D2, and the measured value of the dimethylsilanol content is compared with a preset threshold value. For example, when the measured value falls below the threshold value, it is determined that there is a defect, and when it exceeds the threshold value, it is determined that there is no defect. Even in such a case, a defect in the silylation process can be detected at an early stage, so that defective wafers can be reduced. In addition, a defective wafer can be reused.
[0058]
Although an example of the embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to this example, and can take various aspects. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to the case where the film material of the resist film is a polyvinylphenol resin, but the present invention is also applicable to the case where the film material of the resist film is another film material such as a novolak resin. it can. In addition, the silylating agent is not limited to dimethylsilanedimethylamine, and the present invention relates to the case where the silylating agent is HMDS (hexamethyldisizane), DMSDEA (dimethylsilanediethylamine), TMDS (tetramethyldisilazane), TMSDMA ( It can be applied to other silicon-based compounds such as trimethylsilanedimethylamine) and TMSDEA (trimethylsilanediethylamine). Further, the present invention is not limited to the above-described wafer W, but can be applied to a processing apparatus that processes another rectangular substrate, for example, an LCD substrate.
[0059]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the defect of a board | substrate process can be detected at an early stage, reduction of a bad board | substrate and reuse of a board | substrate are achieved, and production efficiency improves.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a coating and developing apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a front view of the coating and developing apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a rear view of the coating and developing apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory view showing a longitudinal section of a silylation processing apparatus mounted on the coating and developing apparatus.
FIG. 5 is a perspective view of a gas supply ring.
FIG. 6 is a chemical reaction formula in the case where polyvinyl phenol resin, which is a main component of the resist film, and dimethylsilanedimethylamine as a silylating agent have reacted.
FIG. 7 is a flowchart of a process for detecting a defect.
FIG. 8 is a chemical reaction formula when dimethylsilanedimethylamine reacts with water.
[Explanation of symbols]
1 Coating and developing equipment
43 Silylation treatment equipment
132 exhaust port
171 analyzer
D1 Processing control unit
D2 Main control unit
R measured value
H threshold
K silylation processing room
W wafer

Claims (13)

基板のシリル化処理を有する基板処理の不具合を検出する方法であって,
シリル化処理時に基板から発生した気体内のシリコン系化合物の含有率を測定する工程と,
前記測定されたシリコン系化合物の含有率と,予め定められているシリコン系化合物の含有率のしきい値とを比較する工程と,を有することを特徴とする,基板処理の不具合検出方法。
A method for detecting a defect in a substrate processing including a silylation processing of a substrate, the method comprising:
Measuring the content of silicon-based compounds in the gas generated from the substrate during the silylation process;
Comparing the measured content of the silicon-based compound with a predetermined threshold of the content of the silicon-based compound.
基板のシリル化処理を有する基板処理の不具合を検出する方法であって,
シリル化処理時に基板から発生した気体内のシリコン系化合物以外の所定成分の含有率を測定する工程と,
測定された所定成分の含有率と,予め定められている前記所定成分の含有率のしきい値とを比較する工程と,を有することを特徴とする,基板処理の不具合検出方法。
A method for detecting a defect in a substrate processing including a silylation processing of a substrate, the method comprising:
Measuring the content of a predetermined component other than the silicon compound in the gas generated from the substrate during the silylation process;
Comparing the measured content of the predetermined component with a predetermined threshold value of the content of the predetermined component.
前記所定成分は,アミン系化合物であることを特徴とする,請求項2に記載の基板処理の不具合検出方法。3. The method according to claim 2, wherein the predetermined component is an amine compound. 前記測定された含有率としきい値との比較結果に基づいて,基板処理の処理条件を変更する工程を有することを特徴とする,請求項1,2又は3のいずれかに記載の基板処理の不具合検出方法。4. The substrate processing method according to claim 1, further comprising a step of changing a processing condition of the substrate processing based on a comparison result between the measured content rate and a threshold value. Defect detection method. 前記シリル化処理は,基板にシリル化ガスを供給する前に,基板を加熱する加熱工程を有し,
変更される前記処理条件は,前記加熱工程の加熱時間であることを特徴とする,請求項4に記載の基板処理の不具合検出方法。
The silylation treatment includes a heating step of heating the substrate before supplying the silylation gas to the substrate.
5. The method according to claim 4, wherein the processing condition to be changed is a heating time of the heating step.
前記シリル化処理は,基板にシリル化ガスを供給する前に,基板を減圧雰囲気に維持する減圧工程を有し,
変更される前記処理条件は,前記減圧工程時の減圧圧力であることを特徴とする,請求項4又は5のいずれかに記載の基板処理の不具合検出方法。
The silylation treatment includes a decompression step of maintaining the substrate in a reduced pressure atmosphere before supplying a silylation gas to the substrate.
6. The method according to claim 4, wherein the processing condition to be changed is a reduced pressure in the pressure reducing step.
基板を処理する処理装置であって,
基板のシリル化処理が行われるシリル化処理室と,
シリル化処理室で処理されている基板から発生する気体を収集するための配管と,
前記配管により収集した気体内の所定成分の含有率を測定する測定装置と,
前記測定された所定成分の含有率と予め設定された前記所定成分の含有率のしきい値とを比較する比較部と,を備えたことを特徴とする,処理装置。
A processing apparatus for processing a substrate,
A silylation processing chamber where the silylation processing of the substrate is performed;
A pipe for collecting gas generated from the substrate being processed in the silylation processing chamber,
A measuring device for measuring the content of a predetermined component in the gas collected by the pipe,
A processing unit for comparing the measured content of the predetermined component with a preset threshold of the content of the predetermined component.
前記比較部の比較結果に基づいて,基板の処理条件を変更する処理条件変更制御部を備えたことを特徴とする,請求項7に記載の処理装置。8. The processing apparatus according to claim 7, further comprising a processing condition change control unit that changes a processing condition of the substrate based on a comparison result of the comparison unit. 前記処理条件変更制御部は,前記気体内のシリコン系化合物の含有率がしきい値より高い場合に,基板の処理条件を変更することを特徴とする,請求項8に記載の処理装置。9. The processing apparatus according to claim 8, wherein the processing condition change control unit changes the processing condition of the substrate when the content of the silicon-based compound in the gas is higher than a threshold value. 前記処理条件変更制御部は,前記気体内のシリコン系化合物以外の所定成分の含有率がしきい値より低い場合に,基板の処理条件を変更することを特徴とする,請求項8に記載の処理装置。9. The processing condition change controller according to claim 8, wherein the processing condition change control unit changes the processing condition of the substrate when the content of a predetermined component other than the silicon-based compound in the gas is lower than a threshold value. Processing equipment. 前記シリコン系化合物以外の所定成分は,アミン系化合物であることを特徴とする,請求項10に記載の処理装置。The processing apparatus according to claim 10, wherein the predetermined component other than the silicon-based compound is an amine-based compound. 前記処理条件変更制御部は,シリル化ガスが基板に供給される前に行われる基板の加熱の加熱時間を変更できることを特徴とする,請求項8,9,10又は11のいずれかに記載の処理装置。12. The method according to claim 8, wherein the processing condition change control unit can change a heating time of the heating of the substrate performed before the silylation gas is supplied to the substrate. Processing equipment. 前記処理条件変更制御部は,シリル化ガスが基板に供給される前に行われる前記シリル化処理室の減圧の減圧圧力を変更できることを特徴とする,請求項8,9,10,11又は12のいずれかに記載の処理装置。13. The processing condition change control unit can change a reduced pressure of the reduced pressure of the silylation processing chamber that is performed before the silylation gas is supplied to the substrate. A processing device according to any one of the above.
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